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分批和连续真空炉

真空炉有分批式和(也许不常见的)连续式两种,其中使用的绝大部分炉子在方向上分为立式或卧式。在这一由两部分组成的文章中,我们将讨论间歇式真空炉的用途和特点,并对连续式真空炉的设计进行介绍。

真空炉

真空炉为什么要使用真空?

让我们简要回顾一下真空技术为何对热处理如此重要。主要原因与空气及其中包含的反应性成分有关。空气是一种气体混合物,其中包含不同量的水蒸气,氧气,二氧化碳,氮气和氢气,并且这些空气中的每种成分都可与各种金属发生反应。在室温下,这些化学反应发生得太慢而没有问题,但是,在热处理所需的高温下,这些反应会大大加速。当加热的金属暴露于空气中时,材料表面的微观结构会发生变化。经历的变化可能是表面污染,或者是薄薄的外层,该外层比要热处理的零件的内部硬或软。例如,当加热到约200°C(392°F)以上时,一块钢会褪色,形成一层氧化亚铁薄层。当对零件的清洁度或外观很重要的应用进行热处理时,这就提出了挑战。该问题的一种解决方案是在热处理之前从炉室内除去空气,从而消除任何污染源。这是真空炉技术背后的基本原理。在真空过程结束时,将惰性气体(例如氮气,氦气,氩气或气体混合物)在高压下注入炉的加热室,以在打开门之前冷却负载。

真空炉

间歇式真空炉服务的行业

间歇式真空炉几乎在所有行业中都使用过,但主要用于航空航天,汽车,工具和模具制造行业。在真空炉中热处理过的零件包括(按行业):

1.航空航天–喷气发动机部件,传感器,齿轮,蜂窝材料,液压系统部件,机身部件,高强度钛部件。

2.车辆和船舶–转向和悬架零件,传动小齿轮,齿轮和其他组件,催化转化器芯,凸轮轴,正时齿轮,柴油喷射器。

3.工具和模具-工具,模具,冲头,切削工具,钻头。

4.通信和电子产品-卫星,半导体,热交换器,锂电池。

5.能源–核反应堆设备,紧固件,泵组件。

6.紧固件–建筑螺栓,微型高性能医疗螺钉,核反应堆用超合金螺栓。

7.食品加工机械–刀片,切割器,齿轮。

8.家居用品–运动器材,手动工具,银器,剪刀,刀。

9.医疗和牙科–用于髋,膝和其他关节置换的零件,手术器械,牙科植入物,正畸牙套和固定器。

10.军事和个人防御-步枪和手枪,火箭和导弹,海军推进系统的扳机和其他组件。

11.动力传递–轴,链轮,齿轮和小齿轮。

12.商业热处理–以上所有。

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连续式真空炉

尽管大多数真空炉都采用分批配置,但对于某些应用程序,连续设计可能是有利的。连续真空炉以半连续的方式工作,其中负载通过多个加热区域依次处理,通常使用推杆系统将负载从一个腔室移到另一个腔室。连续真空炉由以串联方式连接的不同模块组成:装载模块,加热模块,冷却或淬火模块和卸载模块。每个模块通过真空密封门彼此隔开。

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第一个模块(称为负载模块)接受传入的冷负载。门关上之后,在负载模块中包含未加热的负载时将抽真空。接下来,将负载从负载模块转移到加热模块中,以执行加热过程。典型的连续炉使用一到六个加热模块。在装入负载之前,将加热模块置于真空中,因此在传输过程中,负载不会暴露在工厂环境中。通过加热模块进行处理后,负载进入卸载模块,该卸载模块的工作原理类似于负载模块,即使用中间门将其与加热模块隔离。一些炉子在负载进入卸载模块之前加入了油或气淬火,从而提供了与间歇式炉类似的淬火能力。另一种设计是在保持真空的同时冷却冷却模块中的负载。在这种设计中,水冷套冷却了冷却模块的外壳,负载通过辐射热损失释放热量。

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由于需要物料处理系统和多个模块,连续真空炉的价格比批量设计高,但可以提供更高的生产率。只有运行大量相同或相似尺寸的零件,才能证明这些成本和复杂性。由于高资本要求和大占地面积,连续真空炉在中小批量生产线中不经济。另外,如果设备发生故障或维护,用户容易遭受停机的影响。与之相反的情况是,合并了多个分批炉以处理相同的负载量,而一个炉的故障并没有使整个热处理生产线停顿。连续真空炉的某些应用包括高速钢的淬火。

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